交互式模電實驗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種教學(xué)儀器，特別涉及一種交互式模擬電路實驗教學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]《模擬電子技術(shù)》(下文簡稱“模電”)是一門理論性和實踐性都很強的課程。長期以來，模電課程的理論教學(xué)和實踐教學(xué)分開的。兩者各有各的目標和任務(wù)，在不同的時間，不同的地點，由不同的教師分別進行，這是一種理論與實踐教學(xué)分離的組織形式。教學(xué)效果存在的問題是:理論不能有效地指導(dǎo)實驗，實驗也不能有效的幫助學(xué)生對理論知識的理解。弱化了實驗教學(xué)應(yīng)有的效能。學(xué)員普遍覺得實驗難做，而要把實驗做出正確的結(jié)果，則更難。
[0003]“理實一體化”教學(xué)，就是在教學(xué)活動中，把理論教學(xué)、實踐教學(xué)等內(nèi)容有機融合，在實踐、實驗中教理論，在實驗應(yīng)用中理解理論。對“模電”課程，如果能將“理論講解、實驗演示、學(xué)生實踐操作”這三個主要環(huán)節(jié)整合在一個教學(xué)時段(比如2個課時)內(nèi)完成，那么就真正實現(xiàn)了教師“做”中教，學(xué)生“做中學(xué)”，那么，學(xué)生也許就不會覺得“模電”難學(xué)了。這無疑將大大提高教學(xué)的效能和效率。
[0004]但是，這種教學(xué)模式對課程資源的要求很嚴格。客觀需要課程資源高度集成才能保證教學(xué)的正常進行。“模電”課程資源有三種:課件、實驗電路、測量儀器。要使“理論教學(xué)和實驗教學(xué)”在時間維度上整合在一個教學(xué)時段中，做到“及學(xué)及練”，其前條件是“課件、實驗電路平臺、測量儀器平臺”這三種資源在空間上要整合在一起，達到“隨時可用”。
[0005]而傳統(tǒng)模電實驗室要配置多種儀器(示波器、交流毫伏表，信號發(fā)生器、直流電壓表，直流穩(wěn)壓電源)和實驗設(shè)備。儀器種類多、儀器體積大，由此造成實驗室占地面積大，而教學(xué)空間是有限的，這又制約了這些資源在空間和實驗空間的整合。可見傳統(tǒng)的模電實驗室很難滿足理實一體化教學(xué)的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種小型化、集約化，能使實驗環(huán)境與教學(xué)環(huán)境融合的一種交互式模電實驗系統(tǒng)。
[0007]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種交互式模電實驗系統(tǒng)，其包括設(shè)置有基于LABVIEW的實驗平臺的計算機；模電實驗儀器平臺，所述模電實驗儀器平臺上設(shè)有一PCB電路板，所述PCB電路板上設(shè)有至少一個教學(xué)實驗電路，所述教學(xué)實驗電路的輸出端、輸入端均設(shè)有插線孔，所述模電實驗儀器實驗平臺上還設(shè)有信號發(fā)生器電路、直流穩(wěn)壓電源電路、示波器信號輸入端口及電壓信號輸入端口，所述計算機通過數(shù)據(jù)采集卡與所述示波器信號輸入端、電壓信號輸入端連接；所述基于LABVIEW的實驗平臺包括一模擬示波器電路模塊和一模擬電壓表電路模塊，所述模擬示波器電路模塊用于控制所述數(shù)據(jù)采集卡采集所述示波器信號輸入端口輸入信號的波形并進行顯示，所述模擬電壓表電路模塊用于控制所述數(shù)據(jù)采集卡采集所述電壓信號輸入端口輸入的信號并進行顯示。
[0008]優(yōu)選地，所述教學(xué)實驗電路包括共射放大器電路、分壓偏置的工作點穩(wěn)定放大器電路、射極跟隨器電路、多級放大器電路、多級負反饋放大器電路、反相比例放大器電路、OTL功率放大器電路、正弦波發(fā)生器電路及三角波發(fā)生器電路。
[0009]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集卡為n1-usb 6211數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述計算機通過USB總線連接。
[0010]優(yōu)選地，所述直流穩(wěn)壓電源模塊包括+9V直流穩(wěn)壓電源模塊和-9V直流穩(wěn)壓電源豐旲塊。
[0011]如上所述，本實用新型的交互式模電實驗系統(tǒng)具有以下有益效果:該交互式模電實驗系統(tǒng)將基于LABVIEW技術(shù)的計算機與設(shè)置有實驗電路的模電實驗儀器平臺聯(lián)合起來，利用數(shù)據(jù)采集卡、計算機和軟件配合，使計算機實現(xiàn)傳統(tǒng)電子儀器的測量功能。用虛擬儀器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子測量儀器，實現(xiàn)了測量的自動化。這一系統(tǒng)不但可以降低設(shè)備購置和維護費用，而且，還可以大大降低實驗室設(shè)備的體積和重量，使實驗系統(tǒng)變得更加的小巧集約，而且便于搬運，這樣就為實驗環(huán)境與教學(xué)環(huán)境的在空間的融合提供了可能性，進而可大大提高教學(xué)的效能和效率，真正實現(xiàn)了教師“做”中教，學(xué)生“做中學(xué)”的目的。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型實施例的系統(tǒng)連接示意圖。
[0013]圖2為本實用新型實施例基于LABVIEW的實驗平臺的方框圖。
[0014]元件標號說明
[0015]I計算機
[0016]2模電實驗儀器平臺
[0017]3基于LABVIEW的實驗平臺
[0018]31模擬示波器電路模塊
[0019]32模擬電壓表電路模塊
[0020]33任務(wù)導(dǎo)航模塊
[0021]34實驗電路原理圖顯示模塊
[0022]35操作步驟提示顯示模塊
[0023]36參數(shù)設(shè)置模塊
[0024]4數(shù)據(jù)采集卡
【具體實施方式】
[0025]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。
[0026]請參閱圖1、2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0027]如圖1、2所示，本實用新型提供一種交互式模電實驗系統(tǒng)，其包括設(shè)置有基于LABVIEff的實驗平臺的計算機I和模電實驗儀器平臺2，模電實驗儀器平臺2上設(shè)有數(shù)據(jù)采集卡4，計算機I通過USB總線與數(shù)據(jù)采集卡連接，作為一種優(yōu)選方式，數(shù)據(jù)采集卡采用NI公司n1-usb6211數(shù)據(jù)采集卡。
[0028]模擬實驗儀器平臺2是一個操作平臺，用于學(xué)生在實驗過程中在指定的電路上進行實驗操作。在模電實驗儀器平臺2上設(shè)有一 PCB電路板，在PCB電路板上設(shè)有至少一個教學(xué)實驗電路，教學(xué)實驗電路的輸出端、輸入端均設(shè)有插線孔，這樣可便于學(xué)生在實驗過程中插接電路。上述教學(xué)實驗電路均為本領(lǐng)域公知的一些電路，作為本實用新型的一種優(yōu)選方式，該PCB電路板上的教學(xué)實驗電路主要包括共射放大器電路、分壓偏置的工作點穩(wěn)定放大器電路、射極跟隨器電路、多級放大器電路、多級負反饋放大器電路、反相比例放大器電路、OTL功率放大器電路、正弦波發(fā)生器電路及三角波發(fā)生器電路。這8個單元電路為教學(xué)的基本電路，如果對這8個單元電路進行整體設(shè)計，解決好電源電路連接的參數(shù)配合問題的話，就可以整合成一個“音頻擴大機”。這樣學(xué)生通過8個單元電路的實驗，和一個音頻擴音機的是綜合實訓(xùn)，就可以使學(xué)生對模擬放大器的原理及應(yīng)用建立一個全面而深刻的認識。
[0029]該模電實驗儀器實驗平臺上還設(shè)有信號發(fā)生器電路、直流穩(wěn)壓電源電路、示波器信號輸入端口及電壓信號輸入端口。信號發(fā)生器電路由硬件電路實現(xiàn)，其正弦信號發(fā)生器電路產(chǎn)生的信號指標為:信號的頻率范圍為1HZ —